发布时间 : 星期五 文章高考化学一轮复习 微考点 第49练 新型电池开发与利用（一）苏教版更新完毕开始阅读
新型电池开发与利用（一）
一、单项选择题
1．(2015·扬州二测)中国首个空间实验室——“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)，它是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图，a、b、c、d均为Pt电极。下列说法正确的是( )
A．B区的OH通过隔膜向a电极移动，A区pH增大
B．图中右管中的OH通过隔膜向c电极移动，d电极上发生还原反应 C．c电极是正极，电极上的反应为4H＋4e===2H2↑
D．当有1 mol电子转移时，b电极产生气体Y的体积为11.2 L
2．(2015·泰州模拟)以硼氢化合物NaBH4(B元素的化合价为＋3价)和H2O2作原料的燃料电池，负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，可用作空军通信卫星电源，其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
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A．电池放电时Na从a极区移向b极区
B．电极b采用MnO2，MnO2既作电极材料又有还原作用 C．该电池的负极反应为BH4＋8OH－8e===BO2＋6H2O D．每消耗3 mol H2O2，转移的电子为6 mol
3．(2015·宣城模拟)直接甲醇燃料电池以其供电量大、持续时间长而极具发展前景，其工作原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是( )
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A．电子经外电路自b极流向a极 B．b极的电极反应为O2＋4e＋4H===2H2O C．质子交换膜中的H流向a极
D．以此电池供电，电解CuSO4溶液，理论上每生成0.1 mol Cu最少需要氧气1.12 L 4．(2015·宿迁三检)如图所示，甲池的总反应式为N2H4＋O2===N2＋2H2O。下列说法正确的是( )
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A．甲池中负极上的电极反应式为N2H4－4e===N2＋4H B．乙池中石墨电极上发生的反应为4OH－4e===2H2O＋O2↑ C．甲池溶液pH增大，乙池溶液pH减小
D．甲池中每消耗0.1 mol N2H4乙池电极上则会析出6.4 g固体
5．(2015·成都嘉祥外校模拟)可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法不正确的是( ) A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为O2＋2H2O＋4e===4OH B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为Al＋4OH－3e===AlO2＋2H2O C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH增大 D．以NaCl溶液为电解液时，电流由空气电极沿导线流向铝合金电极
6．(2015·温州十校联考)甲醇燃料电池具有容易携带、容易存储等优点，目前被认为将会替代传统的电池成为携带型设备的主要电源。如图是甲醇的质子交换膜型燃料电池模型，下列有关说法正确的是( )
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A．Y极为电池的负极
B．X极的电极反应式：CH3OH＋H2O－6e===CO2＋6H
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C．若常温下以该电池电解100 mL KCl溶液至pH＝12时，电池质子交换膜迁移的A为0.01 mol D．以空气中20%为氧气计算，X极每消耗1 mol甲醇，Y极必消耗168 L空气中的氧气 二、不定项选择题
7．(2015·南京二调)以氨作为燃料的固体氧化物(含有O)燃料电池，具有全固态结构、能量效率高的特点，另外氨气含氢量高、不含碳、易液化，方便运输和贮存，是很好的氢源载体。其工作原理如图所示，下列关于直接氨固体氧化物燃料电池的说法正确的是( )
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A．电极a为电源的阴极
B．固体氧化物作为电池工作的电解质，其作用是让电子在电池内移动
C．电池工作时，在a电极接触面上发生的电极反应为2NH3＋3O－6e===N2＋3H2O D．外电路的电流方向为从电极a流向电极b
8．有一种新颖的固体氧化物型燃料电池(SOFC)，该电池工作时，一极通入空气，另一极通入丁烷；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在高温熔融状态下能传导O。下列对该燃料电池说法正确的是( ) A．在熔融电解质中，O由正极移向负极 高温
B．电池的总反应式：2C4H10＋13O2=====8CO2＋10H2O C．通入空气的一极是正极，电极反应式：O2－4e===2O
D．通入丁烷的一极是正极，电极反应式：C4H10＋26e＋13O===4CO2＋5H2O
9．Harbermann等设计出利用Desulfovibrio desulfurcan菌种生成的硫化物作为介体的微生物燃料电池，电池内部有质子通过，该系统不经任何维护可连续运行5年。该电池的负极反应式为S＋4H2O－8e===SO4＋8H。有关该电池的下列说法中正确的是( ) A．若有1.12 L氧气参与反应，则有0.2 mol电子发生转移 B．质子由正极移向负极
C．该电池的总反应为S＋2O2===SO4
D．正极的电极反应式为2O2＋8e＋4H2O===8OH
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答案解析
1．B [依据图示知左边装置是电解池，右边装置是原电池。a为阳极，电解时阴离子向阳极移动，发生4OH－4e===2H2O＋O2↑，促进水的电离生成H，pH减小，A错误；图中右管中的OH通过隔膜向负极移动，即向c电极移动，d为正极，发生还原反应，B正确；c电极是负极，电解质溶液呈碱性，电极上的反应为2H2－4e＋4OH===4H2O，C错误；b电极为阴极，当有1 mol电子转移时生成0.5 mol H2，但气体存在的条件未知，不能确定体积大小，D错误。]
2．B [电极b处H2O2得电子被还原生成OH作正极，阳离子向正极移动，则Na从a极区移向b极区，A正确；电极b为正极，H2O2得电子被还原生成OH，MnO2既作电极材料又有催化作用，B错误；负极BH4失电子发生氧化反应生成BO2，电极反应式为BH4＋8OH－8e===BO2
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＋6H2O，C正确；正极电极反应式为H2O2＋2e===2OH，每消耗3 mol H2O2，转移的电子为6 mol，D正确。]
3．B [燃料电池中加入燃料的电极是负极、加入氧化剂的电极是正极，a极是负极、b极是正极，电子从a极沿导线流向b极，A错误；b极是正极，电解质溶液呈酸性，正极反应式为O2＋4e＋4H===2H2O，B正确；放电时，阳离子向正极移动，质子交换膜中的H流向b极，C错误；温度和压强未知，无法确定气体摩尔体积，不能计算需要氧气的体积，D错误。] 4．B [分析图可知甲池是燃料电池，则乙池是电解池，甲池的电解质溶液是氢氧化钾，则负极不可能生成H，应该是N2H4－4e＋4OH===N2＋4H2O，A错误；乙池的石墨极是阳极，发生氧化反应，B正确；根据甲池总反应生成了水，则氢氧化钾溶液浓度变小，pH减小，乙池的阴极析出铜，结合B项则乙池溶液pH减小，C错误；根据各个电极流过的电量相等知N2H4～2Cu，消耗0.1 mol N2H4乙池电极上则会析出12.8 g铜，D错误。]
5．C [中性或碱性条件下，都发生吸氧腐蚀，正极电极反应式为O2＋2H2O＋4e===4OH，A正确；以NaOH溶液为电解液时，负极上Al失电子和氢氧根离子反应生成偏铝酸根离子，电极反应为Al＋4OH－3e===AlO2＋2H2O，B正确；以NaOH溶液为电解液时，电池反应式为4Al＋4OH＋3O2===4AlO2＋2H2O，氢氧根离子参与反应，所以溶液的pH降低，C错误；放电时，电流从正极沿导线流向负极，通入空气的电极是正极，所以以NaCl溶液为电解液时，电流由空气电极沿导线流向铝合金电极，D正确。]
6．B [甲醇进入的一极为负极，空气进入的一极为正极，A错误；甲醇失电子，生成质子(H
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)，B正确；电解KCl溶液生成KOH，pH＝12时c(OH)＝0.01 mol·L，n(OH)＝0.001 mol，
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此时转移的电子数为0.001 mol，转移的质子也为0.001 mol，C错误；消耗1 mol 甲醇，需消耗1.5 mol 氧气，则消耗标准状况下的空气的体积为168 L，这里没有指明标准状况下，不能用Vm＝22.4 L·mol计算，D错误。]
7．C [此为燃料电池即原电池，故电极a为负极，A错误；固体氧化物作用是让离子在电池内移动而非电子，B错误；放电时，在a电极接触面上发生的电极反应为2NH3＋3O－6e===N2
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＋3H2O，C正确；外电路电流方向为由b极流向a极，D错误。]
8．AB [由题意可知，通入丁烷的电极是负极，发生氧化反应，通入空气的电极是正极，发生还原反应。熔融电解质中，O由正极移向负极，A、B正确；电极反应式为O2＋4e===2O
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，C错误；通入丁烷的一极应是负极，电极反应式为C4H10－26e＋13O===4CO2＋5H2O，D错
误。]
9．C [没有注明标准状况，A错误；质子应由负极移向正极，B错误；正极的电极反应式为2O2＋8H＋8e===4H2O，D错误。]
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